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石油最佳替代品找到了?中国储存量世界第1,开发难度有多大?

2021年10月12日

前不久,南海一次深海作业引发了全球的关注,原来这次中国成功从南海海底开采出了可燃冰资源,值得一提的是,可燃冰作为一种天然气水合物,属于新能源,有望取代煤炭石油,并且燃烧后清洁无污染,更加值得骄傲的是,中国可燃冰储量世界第一!但它的开发难度有多大?它的开采是否意味着石油最佳替代品已经找到了呢?未来可以成功替代石油吗?

根据科学家的推测,目前全球的有机碳储量当中,传统化学能源例如煤炭石油等只占据25%,而可燃冰却占据了50%以上,因此可以说可燃冰占据了全球有机碳储量的绝大部分,它实际上是一种水分子将气体分子囚禁起来形成的的较为疏松的固体,很多气体都能够形成这种水合物,但只有和天然气形成的水合物才能被称作可燃冰,当单位体积的可燃冰分解时能够释放150~180倍体积的甲烷气体和大量液态水,其中含有的甲烷实际上是一种非常优质的燃料,因为这种气体燃烧之后不会产生任何有害气体或者有毒化学物质。但虽然可燃冰是一种非常优质的燃料,对它进行的开采却并不容易,因为可燃冰的形成要满足4个条件,一是要拥有大量的甲烷气体,第二是要拥有足够的液态水,第三是相对较低的温度,第四就是要拥有比较高的压力,缺乏这4个条件中的任何一个可燃冰都无法形成,而也正是因为可燃冰的生成需要这样较为苛刻的条件,因此只有两种地方能够满足这样的条件,第一就是数千米深的海底或者湖底淤泥当中,第二就是数百米深的冻土层以下,而对于人类来说,在这两种地方进行可燃冰开采的难度可想而知。

在可燃冰的开采上,中国目前采取的方法可以主要分为以下几个步骤第1步是将直径0.3米的钻头钻透,水深1266米以下203~277米泥层的天然气水合物矿层,第2步就是对钻孔附近的地层进行改造,然后下入防沙管与电潜泵系统,第3步就是通过电潜泵对含有可燃冰的地层进行减压处理,这样一来在钻孔附近就会出现一个低压区,而压力降低之后环境就无法维持可燃冰的稳定存在,地层当中的可燃冰就会分解出甲烷气体,并从高压区向低压区移动,最后利用采集管道,将这些气体采集并上升到海面,虽然看起来原理非常简单,但实际上整个开采过程当中还是有不少难关。例如海底的淤泥实际上渗透性非常之差,高压区到低压区之间的气体是很难移动的,另外在进行甲烷气体的吸收和上升当中,泥沙也会跟着气体进入管道,很容易造成堵塞,实际上日本进行的可燃冰开采就是因为这个原因而被迫终止的当然,即使遇上了这些困难,中国的神狐海域可燃冰试采实验当中依然突破了大量的技术难关,进行了20项关键技术的自主创新,其中包括储层改造技术,钻完井技术以及防砂技术等困难技术,因此可以说中国的可燃冰开采前景是非常光明的。

然而不管可燃冰的开采前途多么光明,使用可燃冰来代替石油都是不太现实的,,这是因为石油在现代社会当中扮演的角色不只是燃油日常生活当中使用的塑料制品,铺设路面使用的沥青甚至是很多人身上穿着的衣服当中的涤纶、晴纶以及锦纶等面料都是原材料为石油的合成纤维,而在医疗行业很多药物当中都含有苯,而药物当中的苯很多都是从石油当中制取的甚至用于种植农产品的杀虫剂和化肥,甚至是调味品都有石油产品的参与,就连很多人喜欢嚼的口香糖都和石油有点关系,,如果把接触到的食品当中需要的石油算上,那么现代社会的一个人,一辈子可能需要“吃”掉550公斤以上的石油,可以说石油就是人类现代社会的血液,因此可燃冰最多只能在燃料方面取代石油,在化工方面可燃冰还是不具备取代石油的能力的。

来源(百家号) 作者(霹雳火观察)

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